一种废弃矿井老空区导气裂隙带测定方法与流程

本发明涉及一种采空区导气裂隙带测定的方法，尤其适用于废弃矿井老空区导气裂隙带的精确测定。

背景技术：

我国每年产生大量的废弃矿井，而煤层气大量存储于废弃矿井老空区的导气裂隙带内。据估计，到2020年，我国废弃矿井煤层气存储量将达到152亿立方米，蕴藏储量极大，资源极其丰富，未来开发前景广阔。因此，有必要精确测定废弃矿井内部导气裂隙带。然而目前对于老空区导气裂隙带的探测并没有具体明确的方法，国内多采用相似模型试验法或理论计算法对导气裂隙带进行预测。通常所得裂隙带具有较大误差，导致裂隙带煤层气抽采效果不佳。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决导气裂隙带探测问题，提供一种准确探测导气裂隙带空间的测定方法。

一种废弃矿井老空区导气裂隙带测定方法，其特征在于，包括下述步骤：

a、由地面沿老空区内采煤方向分别垂直向下施工注气孔和出气孔至煤层底板内；

b、向注气孔内注入CO₂ ，直至CO₂由出气孔出口溢出；

c、由地面垂直向老空区中心位置施工观测孔Ⅰ至煤层底板，以观测孔Ⅰ为中心沿老空区倾向每间隔10~20m向下施工一个观测孔Ⅱ至煤层底板；

d、将固定有第一胶囊和第二胶囊的取样管插入观测孔Ⅰ或观测孔Ⅱ中，取样管穿过第一胶囊和第二胶囊，且第二胶囊位于第一胶囊下部20~30cm处。且取样管在第一胶囊和第二囊袋之间设有抽气孔，取样管向上依次连有第一阀门、抽气泵和CO₂浓度检测仪。高压软管下端与第一胶囊和第二胶囊相连通，高压软管上端依次连接有三通管、第二阀门和高压气泵，且三通管另一端设有第三阀门；

e、打开第二阀门，关闭第三阀门，由高压气泵经高压软管向第一胶囊和第二胶囊注入高压气体；

f、关闭第二阀门和第三阀门，打开第一阀门，利用抽气泵抽取抽气孔周边的气体并注入到CO₂浓度检测仪中，当CO₂ 浓度检测仪无示数时，关闭第一阀门，打开第三阀门，排出第一胶囊和第二胶囊内的高压气体；

g、将取样管下移0.3~0.5m，并重复上述步骤e和f，直至CO₂浓度检测仪有示数。

所述注气孔和出气孔位于老空区中部且分别距老空区（2）边界30~60m。

本发明的有益效果：

（1）通过向采空区中注入CO₂，储存CO₂ 的同时减少了温室气体排放。

（2） 因CO₂ 密度大于煤层气密度，CO₂ 进入裂隙带后下沉，CO₂ 浓度不为零处即为导气裂隙带边界处，导气裂隙带的测定方法科学可靠，操作简单。

附图说明

图1是本发明的地面钻孔布置图；

图2是本发明的技术原理示意图。

1、地面，2、老空区，3、注气孔，4、出气孔，5、煤层底板，6、观测孔Ⅰ，7、观测孔Ⅱ，8、第一胶囊，9、第二胶囊，10、取样管，11、抽气孔，12、第一阀门，13、抽气泵，14、CO₂ 浓度检测仪，15、高压软管，16、三通管，17、第二阀门，18、高压气泵，19、第三阀门。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实例作进一步描述：

a、由地面（1）沿老空区（2）内采煤方向分别垂直向下施工注气孔（3）和出气孔（4）至煤层底板（5）内；

b、向注气孔（3）内注入CO₂ ，直至CO₂由出气孔（4）出口溢出；

c、由地面（1）垂直向老空区（2）中心位置施工观测孔Ⅰ（6）至煤层底板（5），以观测孔Ⅰ（6）为中心沿老空区（2）倾向每间隔10~20m向下施工一个观测孔Ⅱ（7）至煤层底板（5）内；

d、将固定有第一胶囊（8）和第二胶囊（9）的取样管（10）插入观测孔Ⅰ（6）或观测孔Ⅱ（7）中，取样管（10）穿过第一胶囊（8）和第二胶囊（9），且第二胶囊（9）位于第一胶囊（8）下部20~30cm处；且取样管（10）在第一胶囊（8）和第二囊袋（9）之间设有抽气孔（11），取样管（10）向上依次连有第一阀门（12）、抽气泵（13）和CO₂浓度检测仪（14）。高压软管（15）下端与第一胶囊（8）和第二胶囊（9）相连通，高压软管（15）上端依次连接有三通管（16）、第二阀门（17）和高压气泵（18），且三通管（16）另一端设有第三阀门（19）；

e、打开第二阀门（17），关闭第三阀门（19），由高压气泵（18）经高压软管（15）向第一胶囊（8）和第二胶囊（9）注入高压气体；

f、关闭第二阀门（17）和第三阀门（19），打开第一阀门（12），利用抽气泵（13）抽取抽气孔（11）周边的气体，并注入到CO₂浓度检测仪（14）中，当CO₂ 浓度检测仪（14）无示数时，关闭第一阀门（12），打开第三阀门（19），排出第一胶囊（8）和第二胶囊（9）内的高压气体；

g、将取样管（10）下移0.3~0.5m，并重复上述步骤e和f，直至CO₂浓度检测仪（14）有示数。

2.根据权利要求1所述一种废弃矿井老空区导气裂隙带测定方法，其特征在于，所述注气孔（3）和出气孔（4）位于老空区（2）中部且分别距老空区（2）边界30~60m。